Ognjevzdržne opeke iz magnezijevega ogljika

Običajne ognjevzdržne -magnezitne opeke, izdelane po postopku hladnega-mešanja s sintetičnim katranskim vezivom, se strdijo in pridobijo potrebno trdnost, ko se katran poškoduje, tako da nastane izotropni steklasti ogljik. Ogljik ne izkazuje termoplastičnosti, kar lahko zagotovi pravočasno razbremenitev velikih količin stresa med peko ali rokovanjem z oblogo. Magnezi-ogljikove opeke, proizvedene z asfaltnimi vezivi, imajo visoko-plastičnost pri visokih temperaturah zaradi anizotropne strukture grafitiziranega koksa, ki nastane med postopkom karbonizacije asfalta.

proizvodni proces

Glavne surovine MgO–C opek vključujejo taljeni magnezijev oksid ali sintran magnezijev oksid, kosmičast grafit, organska veziva in antioksidante.

magnezijev oksid

Magnezit je glavna surovina za proizvodnjo opek MgO–C in se deli na taljeni magnezij in sintrani magnezij. V primerjavi s sintranim magnezijem ima taljeni magnezij prednosti grobih kristalnih zrn periklaza in visoko prostorninsko gostoto delcev ter je glavna surovina, ki se uporablja pri proizvodnji ognjevzdržnih materialov iz magnezijeve ogljikove opeke. Proizvodnja običajnih magnezijevih ognjevarnih materialov zahteva, da imajo magnezijeve surovine visoko-temperaturno trdnost in odpornost proti koroziji. Zato je treba posvetiti pozornost čistosti magnezijevega oksida ter razmerju C/S in vsebnosti B2O3 v njegovi kemični sestavi. Z razvojem metalurške industrije so pogoji za taljenje vedno bolj zahtevni. Magnezit, ki se uporablja v opekah MgO–C, ki se uporabljajo v metalurški opremi (pretvorniki, električne peči, lonci itd.), zahteva poleg kemijske sestave tudi visoko gostoto in visoko gostoto v smislu organizacijske strukture. Velik kristal.

Ne glede na to, ali gre za tradicionalne MgO-C opeke ali široko uporabljene nizko{1}}ogljikove MgO-C opeke, se kot vir ogljika v glavnem uporablja kosmičast grafit. Grafit, kot glavna surovina za proizvodnjo opek MgO-C, ima predvsem prednosti zaradi svojih odličnih fizikalnih lastnosti: ① Ne-močenje žlindre. ②Visoka toplotna prevodnost. ③Nizka toplotna ekspanzija. Poleg tega se grafit in ognjevzdržni materiali ne zlijejo pri visokih temperaturah in imajo visoko ognjevzdržnost. Čistost grafita ima velik vpliv na učinkovitost opek MgO-C. Na splošno je treba uporabiti grafit z vsebnostjo ogljika nad 95 %, po možnosti nad 98 %.

Poleg grafita se pri proizvodnji ognjevzdržnih materialov iz magnezijeve ogljikove opeke pogosto uporabljajo tudi saje. Saje so visoko razpršen črn praškast ogljikov material, ki nastane s termično razgradnjo ali nepopolnim zgorevanjem ogljikovodikov. Delci saj so majhni (manj kot 1 μm), specifična površina je velika, masni delež ogljika pa je 90–99 %, visoka čistost, velika upornost prahu, visoka toplotna stabilnost, nizka toplotna prevodnost in je ogljik, ki ga je težko--grafitizirati. Dodatek saj lahko učinkovito izboljša odpornost opek MgO-C proti cepljenju, poveča količino preostalega ogljika in poveča gostoto opek.

Običajno uporabljena veziva pri proizvodnji opek MgO-C vključujejo premogov katran, premogov smolo in naftno smolo, pa tudi posebne ogljikove smole, poliole, asfaltno modificirane fenolne smole, sintetične smole itd. Uporabljajo se naslednje vrste veziv:

1) Asfaltu-podobne snovi. Katranski asfalt je termoplastičen material z visoko afiniteto do grafita in magnezijevega oksida, visoko stopnjo ostanka ogljika po karbonizaciji in nizko ceno. V preteklosti so ga pogosto uporabljali; vendar katranski asfalt vsebuje rakotvorne aromatske ogljikovodike, zlasti vsebnost benzo-. Visoko; zaradi povečane okoljske ozaveščenosti se uporaba katranskega asfalta zmanjšuje.

2) Smolne snovi. Sintetična smola nastane z reakcijo fenola in formaldehida. Lahko se dobro zmeša z ognjevzdržnimi delci pri sobni temperaturi. Po karbonizaciji je stopnja ostankov ogljika visoka. Je glavno vezivo, ki se trenutno uporablja pri proizvodnji opek MgO-C; vendar se oblikuje po karbonizaciji Steklasta mrežna struktura ni idealna za odpornost na toplotne udarce in odpornost proti oksidaciji ognjevzdržnih materialov.

3) Snovi, modificirane na osnovi asfalta in smole. Če vezivo lahko tvori mozaično strukturo in tvori material iz ogljikovih vlaken na mestu po karbonizaciji, bo to vezivo izboljšalo visoko{2}}temperaturno zmogljivost ognjevzdržnega materiala.

Za izboljšanje odpornosti proti oksidaciji opek MgO-C se pogosto doda majhna količina aditivov. Pogosti aditivi so Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC in B4C. , BN in nedavno prijavljenih aditivih serije Al-B-C in Al-SiC-C [5–7]. Načelo delovanja aditivov lahko grobo razdelimo na dva vidika: po eni strani s termodinamičnega vidika, to je pri delovni temperaturi, aditivi ali dodatki reagirajo z ogljikom, da tvorijo druge snovi, njihova afiniteta do kisika pa je večja od afinitete med ogljikom in kisikom. , preden se ogljik oksidira za zaščito ogljika; po drugi strani pa s kinetičnega vidika spojine, ki nastanejo pri reakciji aditivov z O2, CO ali ogljikom, spremenijo mikrostrukturo ogljikovih kompozitnih ognjevarnih materialov, kot so povečanje gostote, blokiranje por, oviranje difuzije kisika in reakcijskih produktov itd.

Ognjevzdržni materiali, uporabljeni v zgodnjih linijah žlindre za lonec, so bile visoko{0}}kakovostne alkalne opeke, kot so neposredno vezane magnezijeve-kromove opeke in elektrofuzijsko vezane magnezijeve-kromove opeke. Potem ko so MgO-C opeke uspešno uporabili v konverterjih, so MgO{-C opeke uporabili tudi v liniji žlindre za rafiniranje in dosegle dobre rezultate.

Raziskave kažejo, da imajo opeke MgO-C, izdelane iz mešanice taljenega magnezijevega oksida in sintranega magnezijevega oksida ter 15 % fosforjevega grafita v kosmičih in majhne količine magnezijeve-aluminijeve zlitine kot antioksidantov, dobre uporabne učinke in imajo zmogljivost 100 ton. Pri uporabi v liniji žlindre z livalnikom LF se v primerjavi z opekami MgO-C z vsebnostjo C 18 % brez antioksidantov stopnja poškodb zmanjša za 20–30 %, povprečna stopnja erozije pa je 1,2–1,3 mm/peč.